JP2011223394A - Node and wireless communication system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce concentration of traffic on a particular relay node in a multi-hop, wireless communication system.SOLUTION: The present invention relates to a node for multi-hop, wireless communication. The node includes: means to calculate a link cost value by transmitting and receiving control packets to and from neighboring nodes, means to calculate a path cost for a target node; means to monitor each child node for the number of its downstream nodes; and means to generate control information so as to adjust the number of downstream nodes of a child node by modifying link cost information and/or path cost information according to the monitored number of downstream nodes of the child node and inserting the link cost information and/or the path cost information into the control information.

Description

この発明は、ノード及び無線通信システムに関し例えば、ノード間でマルチホップ無線通信を行う無線通信システムに適用し得る。   The present invention relates to a node and a wireless communication system, and can be applied to, for example, a wireless communication system that performs multi-hop wireless communication between nodes.

ノード間でマルチホップ無線通信を行う無線通信システムにおけるルーティング処理としては従来、ZigBee(登録商標)アライアンスにより標準化された非特許文献1の記載技術がある。   Conventionally, as a routing process in a wireless communication system that performs multi-hop wireless communication between nodes, there is a technology described in Non-Patent Document 1 standardized by the ZigBee (registered trademark) alliance.

非特許文献1に記載されたルーティング方法では経路の始点ノードがRREQ(ルートリクエスト)をフラッディングしネットワーク全体に送信し、経路の終点のノードがRREP(ルートリプライ)を始点ノードにユニキャスト送信することで、始点と終点間のノードの経路が形成される(非特許文献1の「3.6.3.5節」参照)。この時、RREQとRREPの各フレームにはパスコストのフィールドがあり(非特許文献1の「3.4.1節、3.4.2節」参照)、始点と終点間の各リンクのリンクコスト(リンクの品質を示す値)を全て足し合わせた値がこのフィールドに記載されており、複数の経路の中で最も品質の良いもの(すなわち、パスコストの小さいもの)を選択できるようになっている。   In the routing method described in Non-Patent Document 1, the start node of the route floods RREQ (route request) and transmits it to the entire network, and the end node of the route transmits RREP (route reply) to the start node by unicast. Thus, a path of the node between the start point and the end point is formed (refer to “3.6.3.5” of Non-Patent Document 1). At this time, each frame of RREQ and RREP has a path cost field (refer to “3.4.1, 3.4.2” of Non-Patent Document 1), and the link of each link between the start point and the end point A value obtained by adding all the costs (values indicating the quality of the link) is described in this field, so that the highest quality (ie, the one with the lowest path cost) can be selected from a plurality of routes. ing.

この方式は任意の2ノード間の経路を作成可能であるが、シンクノードと複数のノード間の1対nの通信を考慮したMany to One方式も非特許文献1に記載されており、Many to One方式に置いてもシンクノードへの上り経路の作成はほとんど同様の手順である。このようにリンクコストを足し合わせた値の小さいものを最も良い経路として選択する方法が無線マルチホップネットワークのルーティングでは広く用いられている。   Although this method can create a route between any two nodes, the Many to One method considering 1-to-n communication between a sink node and a plurality of nodes is also described in Non-Patent Document 1, and Many to Even in the One method, the creation of the upstream route to the sink node is almost the same procedure. In this way, a method of selecting a route with the smallest value obtained by adding the link costs as the best route is widely used in the routing of the wireless multi-hop network.

非特許文献1ではリンクコストの算出にRREQコマンドを受信した際のLQI(Link Quality lndicator)値などから算出するとしている。これ以外のより正確なリンクコストの算出方法として、ノードが定期的に制御パケット(Helloパケット)を送信し、その制御パケットの受信率を実際に測定することでリンクコストを求める方法がある。この方法の場合には、直接通信可能な他のノード(以下、「近傍ノード」という)からのHelloパケットの受信率を測定した結果を自身の送信するHelloパケットに記載して近傍ノードに通知することで、送信したHelloパケットが相手にどの程度送信できていたかも知ることができ、各リンクに対して双方向のリンク品質を知ることが可能になる。   In Non-Patent Document 1, the link cost is calculated from an LQI (Link Quality lndicator) value when an RREQ command is received. As another method for calculating the link cost more accurately, there is a method in which the node periodically transmits a control packet (Hello packet) and actually measures the reception rate of the control packet to obtain the link cost. In the case of this method, the result of measuring the reception rate of Hello packets from other nodes that can communicate directly (hereinafter referred to as “neighboring nodes”) is described in the Hello packet transmitted by itself and notified to neighboring nodes. Thus, it is possible to know how much the transmitted Hello packet has been transmitted to the other party, and it is possible to know the bidirectional link quality for each link.

ZigBee Standards Organization編、「ZigBee Specification Revision17(ZigBee Document O53474r17)」、[Online],INTERNET,[2010年3月20日検索]、<http://www.zbsigj.org/download/085224r00ZB_MG-ZigBee-Specification-053474r17_Japanese_081209.pdf>ZigBee Standards Organization, “ZigBee Specification Revision 17 (ZigBee Document O53474r17)”, [Online], INTERNET, [March 20, 2010 search], <http: //www.zbsigMG.00 -053474r17_Japanese_081209.pdf>

図7は、従来の無線マルチホップ通信を行う無線通信システムの構成例について示したブロック図である。   FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of a wireless communication system that performs conventional wireless multi-hop communication.

図7に示す無線通信システムには、8つのノードN−0〜N−7が配置されている。図7において、実線又は点線で結ばれたノード間は、直接通信可能なノードであり、ノード間を結ぶ実線又は点線に付された数字は、そのノード間のリンクコストを示している。例えば、ノードN−1とノードN−0との間のリンクコストは1であり、ノードN−3とノードN−1との間のリンクコストは1である。また、図7において、各ノードNに付された数字は各ノードNがノードN−0に到達するまでに要するパスコストを示している。例えば、ノードN−1におけるパスコスト値は1となっている。   In the wireless communication system shown in FIG. 7, eight nodes N-0 to N-7 are arranged. In FIG. 7, nodes connected by solid lines or dotted lines are directly communicable nodes, and the numbers attached to the solid lines or dotted lines connecting the nodes indicate the link costs between the nodes. For example, the link cost between the node N-1 and the node N-0 is 1, and the link cost between the node N-3 and the node N-1 is 1. In FIG. 7, the numbers given to the respective nodes N indicate the path costs required for each node N to reach the node N-0. For example, the path cost value at the node N-1 is 1.

非特許文献1の記載技術のようなルーティング方式では、始点のノードと終点のノードとをつなぐ経路を単体で見た時には、良い経路(パスコストの小さい経路)を選択可能であるが、例えば、図7の様な無線通信システムで、ノードN−1〜N−7のそれぞれが、ノードN−0にデータを送信するようなトラフィックを考えた場合に、ノードN−3からノードN−0への経路を形成する時には、経路としてはパスコストの小さいノードN−1を経由する経路の方が良くても、ノードN−1はノードN−4、N−5、N−6のデータを中継する必要があるのに対して、ノードN−2が中継するのはノードN−7の1台分であり、トラフィックの集中を回避するという観点から、ノードN−2を経由する経路を選択した方が良い場合がある。図7のような小規模な場合には大きな問題にはならないことが多いが、数百台規模のノードでネットワークを構築してデータ収集を行う場合にはこうしたトラフィックの集中が問題となる。また、ノードN−1の処理能力を上回るノードがノードN−1の下流に接続してしまう場合を回避することも重要となる。   In a routing method such as the technology described in Non-Patent Document 1, when a route connecting a start node and an end node is viewed alone, a good route (a route with a low path cost) can be selected. In the wireless communication system as shown in FIG. 7, when considering traffic in which each of the nodes N-1 to N-7 transmits data to the node N-0, the node N-3 to the node N-0. When the route is formed, the node N-1 relays the data of the nodes N-4, N-5, and N-6 even though the route via the node N-1 having a low path cost is better as the route. However, node N-2 relays only one node N-7, and the route via node N-2 is selected from the viewpoint of avoiding traffic concentration Sometimes it is better. In many cases, such a small scale as shown in FIG. 7 is not a big problem, but when data is collected by constructing a network with hundreds of nodes, such concentration of traffic becomes a problem. It is also important to avoid a case where a node exceeding the processing capability of the node N-1 is connected downstream of the node N-1.

そのため、特定のノードへの中継トラフィックの集中を抑制することができるノード及び無線通信システムが望まれている。   Therefore, a node and a wireless communication system that can suppress the concentration of relay traffic to a specific node are desired.

第1の本発明は、マルチホップ無線通信を行うノードにおいて、(1)直接無線通信可能な近傍ノードと、制御情報を有する制御パケットを送受信する制御情報送受信手段と、(2)上記制御情報送受信手段による制御情報の送受信の状況に応じて、それぞれの近傍ノードとの間のリンクのリンクコスト値を算出するリンクコスト算出手段と、(3)対象ノードにパケット送信する際に上記対象ノードに到達するまでのパスコスト値を算出するパスコスト算出手段と、(4)上記対象ノードに到達するまでの経路上で、当該ノードの子ノードのそれぞれについて、下流ノード数を監視する下流ノード監視手段と、(5)上記制御情報送受信手段が送信する制御情報を作成するものであって、作成する制御情報に、上記リンクコスト算出手段が算出したリンクコスト値に基づいたリンクコスト情報、及び又は、上記パスコスト算出手段が算出したパスコスト値に基づいたパスコスト情報を挿入し、さらに、それぞれの子ノードの下流ノード数に応じて、作成する制御情報に挿入するリンクコスト情報又はパスコスト情報の内容を調節することにより、それぞれの子ノードの下流ノード数を調節する制御情報作成手段とを有することを特徴とする。   In a first aspect of the present invention, in a node that performs multi-hop wireless communication, (1) a neighboring node capable of direct wireless communication, control information transmission / reception means that transmits / receives a control packet having control information, and (2) control information transmission / reception A link cost calculating means for calculating a link cost value of a link with each neighboring node according to the state of transmission / reception of control information by the means, and (3) reaching the target node when transmitting a packet to the target node. Path cost calculation means for calculating a path cost value until the completion of the processing, and (4) downstream node monitoring means for monitoring the number of downstream nodes for each of the child nodes of the node on the route to the target node. (5) The control information transmitting / receiving means generates control information to be transmitted, and the link cost calculating means includes the control information to be generated. Insert link cost information based on the issued link cost value and / or path cost information based on the path cost value calculated by the path cost calculation means, and further according to the number of downstream nodes of each child node, Control information creating means for adjusting the number of downstream nodes of each child node by adjusting the contents of link cost information or path cost information to be inserted into the created control information.

第2の本発明は、マルチホップ無線通信を行う複数のノードを有する無線通信システムにおいて、当該無線通信システムを構成するノードの一部又は全部に第1の本発明のノードを適用したことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the wireless communication system having a plurality of nodes performing multi-hop wireless communication, the node of the first aspect of the present invention is applied to a part or all of the nodes constituting the wireless communication system. And

本発明によれば、マルチホップ無線通信を行う無線通信システムにおいて、特定のノードへの中継トラフィックの集中を抑制することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the concentration of the relay traffic to a specific node can be suppressed in the radio | wireless communications system which performs multihop radio | wireless communication.

第1の実施形態に係るノードの機能的構成について示したブロック図である。It is the block diagram shown about the functional structure of the node which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る無線通信システムの全体構成について示したブロック図である。It is the block diagram shown about the whole structure of the radio | wireless communications system which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る無線通信システムにおいてリンクコストが調整された状態について示した説明図である。It is explanatory drawing shown about the state by which the link cost was adjusted in the radio | wireless communications system which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施形態に係る無線通信システムの全体構成について示したブロック図である。It is the block diagram shown about the whole structure of the radio | wireless communications system which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係るノードの機能的構成について示したブロック図である。It is the block diagram shown about the functional structure of the node which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る無線通信システムにおいてパスコストが調整された状態について示した説明図である。It is explanatory drawing shown about the state by which the path cost was adjusted in the radio | wireless communications system which concerns on 2nd Embodiment. 従来の無線通信システムの全体構成について示したブロック図である。It is the block diagram shown about the whole structure of the conventional radio | wireless communications system.

(A)第1の実施形態
以下、本発明によるノード及び無線通信システムの第1の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
(A) First Embodiment Hereinafter, a first embodiment of a node and a wireless communication system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(A−1)第1の実施形態の構成
図2は、第1の実施形態の無線通信システム1の全体構成について示したブロック図である。
(A-1) Configuration of the First Embodiment FIG. 2 is a block diagram showing the overall configuration of the wireless communication system 1 of the first embodiment.

図2に示すように、無線通信システム1には、8つのノード10−0〜10−7が配置されている。   As shown in FIG. 2, eight nodes 10-0 to 10-7 are arranged in the wireless communication system 1.

図2では、例えば、ノード10−1〜10−7のそれぞれが、マルチホップ通信により、ノード10−0にデータを送信する場合について図示している。   For example, FIG. 2 illustrates a case where each of the nodes 10-1 to 10-7 transmits data to the node 10-0 by multi-hop communication.

また、図2では、実線又は点線で結ばれたノード10同士は、直接無線通信可能であることを示している。   Further, FIG. 2 shows that the nodes 10 connected by a solid line or a dotted line can directly communicate with each other.

次に、それぞれのノード10の内部構成について説明する。   Next, the internal configuration of each node 10 will be described.

図1は、それぞれのノード10の機能的構成について示したブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of each node 10.

ノード10は、リンクコスト決定手段11、リンクコストテーブル12、下流ノード管理手段13、ロードバランス決定手段14、リンクコスト通知手段15、パスコストテーブル16、及びパスコスト通知手段17を有している。   The node 10 includes a link cost determination unit 11, a link cost table 12, a downstream node management unit 13, a load balance determination unit 14, a link cost notification unit 15, a path cost table 16, and a path cost notification unit 17.

ノード10は、例えば、無線通信を行うインタフェースと、通信処理やデータ処理を行うプロセッサとを有するノード(通信装置)に、図1に示す機能的構成を実現するための無線通信プログラムをインストールすることにより構築しても良い。   For example, the node 10 installs a wireless communication program for realizing the functional configuration shown in FIG. 1 in a node (communication device) having an interface that performs wireless communication and a processor that performs communication processing and data processing. You may build by.

リンクコスト決定手段11は、直接通信可能なノード10(近傍ノード)からの制御パケット(例えば、Helloパケット等)の受信状況(例えば、受信成功率や、その制御パケットを受信した際の電波受信強度等)に応じて、それぞれの近傍ノードからのパケット受信に対するリンクコスト値を計算し、対象のリンクに対する受信側のリンクコスト値としてリンクコストテーブル12に保存する。また、近傍ノードのリンクコスト通知手段15が送信するリンクコスト情報(詳細については後述する)を有するパケットを受信すると、そのリンクコスト情報に、自身からその近傍ノードに対する送信側のリンクコスト値が記載されていないかを確認し、記載されている場合は、対象のリンクの送信側のリンクコスト値としてリンクコストテーブル12に保存する。   The link cost determination unit 11 receives a control packet (for example, a Hello packet) from a node 10 (neighboring node) capable of direct communication (for example, a reception success rate and a radio wave reception intensity when the control packet is received). Etc.), the link cost value for packet reception from each neighboring node is calculated and stored in the link cost table 12 as the link cost value on the receiving side for the target link. Further, when a packet having link cost information (details will be described later) transmitted by the link cost notifying unit 15 of the neighboring node is received, the link cost value of the transmitting side for the neighboring node from itself is described in the link cost information. In the case where it is described, the link cost value is stored in the link cost table 12 as the link cost value on the transmission side of the target link.

そして、リンクコスト決定手段11は、ある近傍ノードについて、送信側リンクコスト値と受信側リンクコスト値の両方がわかっている場合は、その結果を総合的に判断したリンクコスト値を計算して、リンクコストテーブル12に保存する。この計算方法は、限定されないものであるが、平均をとる方法や、悪いほうの値を採用する方法などを採用しても良い。リンクコスト決定手段11でリンクコスト値を算出する方法は限定されないものであるが、例えば、Helloパケットなどの制御パケットを定期的に送信する仕組みを用いる方法や、それ以外のデータパケットのLQIなどを用いて簡易的に計算する方法がある。また、リンクコスト決定手段11においてリンクコスト値の算出には、送信側リンクコスト値又は受信側リンクコスト値の一方のみを用いるようにしても良い。   The link cost determination means 11 calculates a link cost value that comprehensively determines the result when both the transmission side link cost value and the reception side link cost value are known for a certain neighboring node, Save in the link cost table 12. Although this calculation method is not limited, a method of taking an average or a method of adopting a worse value may be employed. The method for calculating the link cost value by the link cost determining means 11 is not limited. For example, a method using a mechanism for periodically transmitting a control packet such as a Hello packet, an LQI of other data packets, etc. There is a simple calculation method using it. Further, only one of the transmission side link cost value or the reception side link cost value may be used for the calculation of the link cost value in the link cost determination means 11.

リンクコストテーブル12には、リンクコスト決定手段11が決定したリンクコスト値等の情報を、対象となる近傍ノードごとに記憶する。リンクコストテーブル12は、それぞれの近傍ノードのリンクについて、受信側リンクコスト値、送信側リンクコスト値、それらを合わせて決定したリンクコスト値がある。   The link cost table 12 stores information such as the link cost value determined by the link cost determination unit 11 for each target neighboring node. The link cost table 12 includes a link cost value on the reception side, a link cost value on the transmission side, and a link cost value determined by combining them for the links of the neighboring nodes.

なお、図2において、各ノード間を結ぶ点線又は実線に付された数字は、各ノード10間において決定されたリンクコストを示している。また、図2では、点線又は実線により結ばれた2つのノード10のそれぞれで算出されるリンクコストは同じであったものとして図示している。   In FIG. 2, the numbers attached to the dotted lines or solid lines connecting the nodes indicate the link costs determined between the nodes 10. In FIG. 2, the link cost calculated in each of the two nodes 10 connected by the dotted line or the solid line is illustrated as being the same.

パスコストテーブル16は、近傍ノードから受信したパスコスト情報の内容を、その送信元の近傍ノードごとに記憶する。例えば、パスコストテーブル16は、近傍ノードのアドレス等の識別情報と、受信したパスコスト情報を対応付けた組として保存するようにしても良い。   The path cost table 16 stores the contents of the path cost information received from neighboring nodes for each neighboring node of the transmission source. For example, the path cost table 16 may be stored as a set in which identification information such as addresses of neighboring nodes and the received path cost information are associated with each other.

また、パスコストテーブル16で記憶するパスコスト情報には、対象となるノード10の情報(例えば、アドレス情報等の識別情報)及び、その対象となるノード10までのパスコスト値の情報が含まれる。例えば、図2でノード10−0とその他のノード10の1対nの経路の場合には、事前にパスコストはノード10−0に対するものであると決めておけば、パスコスト情報において「対象となるノードの情報」の記述を省略することができる。   The path cost information stored in the path cost table 16 includes information on the target node 10 (for example, identification information such as address information) and information on the path cost value up to the target node 10. . For example, in the case of the one-to-n route between the node 10-0 and the other node 10 in FIG. 2, if it is determined in advance that the path cost is for the node 10-0, The description of “node information” can be omitted.

また、パスコストテーブル16や、リンクコストテーブル12などは近傍ノードのアドレスに対する属性値の一つであるために、同じテーブルとしてまとめて管理するようにしても良い。パスコストテーブル16では、こうした近傍ノードの情報は、既存の無線通信装置と同様に、ネイバーテーブルとしてまとめて管理するようにしても良い。   Further, since the path cost table 16 and the link cost table 12 are one of attribute values for the addresses of neighboring nodes, they may be managed together as the same table. In the path cost table 16, such information on neighboring nodes may be managed collectively as a neighbor table in the same manner as existing wireless communication devices.

そして、ノード10では、パスコストテーブル16及びリンクコストテーブル12の内容を利用して、パケット送信対象となるノード10へパケット送信する際の経路選択を行う。例えば、ノード10は、パスコストテーブル16及びリンクコストテーブル12の内容を参照して、パケット送信の対象となるノード10までのパスコスト値が最も小さくなる経路を選択し、選択した経路上で、最初の転送先となるノード10を親ノードとして選択する。   Then, the node 10 uses the contents of the path cost table 16 and the link cost table 12 to select a route when transmitting a packet to the node 10 that is a packet transmission target. For example, the node 10 refers to the contents of the path cost table 16 and the link cost table 12 to select a path with the smallest path cost value to the node 10 that is a packet transmission target, and on the selected path, The node 10 as the first transfer destination is selected as the parent node.

無線通信システム1では、各ノード10で、ノード10−0をパケット送信の対象とする経路選択を行って親ノードを決定していくことにより、結果として、図1に示すようなツリー型のネットワークが論理的に形成されることになる。   In the wireless communication system 1, each node 10 performs route selection for the node 10-0 as a packet transmission target and determines a parent node. As a result, a tree-type network as shown in FIG. Is logically formed.

下流ノード管理手段13は、当該ノード10よりも下流に存在するノードを管理する。ここで下流ノードとは、当該ノード10がパケットを中継する対象のノード10のことを示し、例えば、図2の例において、ノード10−0へのパケット送信時に、ノード10−1が、ノード10−4、10−5、10−6から送出されたパケットを中継する場合には、ノード10−1の下流ノードは、ノード10−1、ノード10−4、10−5、10−6となる。そして、ノード10−1の下流ノード管理手段13において、当該ノード10−1の下流ノードを把握する方法としては、ノード10−4、10−5、10−6が、ノード10−0にパケットを送る際にはノード10−1は必ずパケットを中継するので、そのパケットの送信元ノードを下流ノードとして記録する。また、当該ノード10−1に対して、データ送信等を行うパケットを送信してきたノード10も下流ノードになる。   The downstream node management unit 13 manages a node existing downstream from the node 10. Here, the downstream node indicates the node 10 to which the node 10 relays a packet. For example, in the example of FIG. 2, the node 10-1 is the node 10 at the time of packet transmission to the node 10-0. −4, 10−5, and 10−6, when relaying packets sent from the node 10−1, the downstream nodes of the node 10-1 are the node 10−1, the nodes 10−4, 10−5, and 10−6. . As a method of grasping the downstream node of the node 10-1 in the downstream node management means 13 of the node 10-1, the nodes 10-4, 10-5, and 10-6 send packets to the node 10-0. Since the node 10-1 always relays the packet when sending it, the source node of the packet is recorded as the downstream node. The node 10 that has transmitted a packet for performing data transmission or the like to the node 10-1 is also a downstream node.

すなわち、図2の場合に、各ノード10がノード10−0にパケットを送信する場合はノード10−0から見て全てのノードが下流ノードとなる。さらに、各下流ノードに対して、対象の下流ノードがどの近傍ノードの下流にいるかも記録しておく、例えばノード10−0からみるとノード10−6はどの程度下流(何ホップ下流)にいるかを知ることは困難であるが、当該ノード10−0への送信が、ノード10−1を経由したことは、パケットのヘッダ情報の内容等からノード10−0で判断可能である。   That is, in the case of FIG. 2, when each node 10 transmits a packet to the node 10-0, all the nodes are downstream nodes when viewed from the node 10-0. In addition, for each downstream node, record which neighboring node is downstream of the target downstream node. For example, how far downstream (how many hops the node 10-6 is downstream from the node 10-0) However, it can be determined by the node 10-0 that the transmission to the node 10-0 has passed through the node 10-1 from the contents of the header information of the packet.

下流ノード管理手段13で、どのノード10を経由して自身に送信されたかを記録しておくことにより、例えば、ノード10−0では、ノード10−6が下流に存在し、それは近傍ノード10−1の下流であることがわかる。こうした管理はパケットのヘッダに宛先、送信元のアドレスが記載されていれば任意のパケットで行うことが可能である。しかし、ソースルーティングなどのルーティング方式を使用している場合には、中継時に経由する全てのノードをテーブルとして保持しているため、そのテーブルと合わせて1つのテーブルとして管理するようにしても良い。   For example, in the node 10-0, the node 10-6 exists downstream, and the downstream node management unit 13 records which node 10 is transmitted to itself. It turns out that it is 1 downstream. Such management can be performed for any packet as long as the destination and source addresses are described in the packet header. However, when a routing method such as source routing is used, all the nodes that are routed at the time of relaying are held as a table, and may be managed as one table together with the table.

上述のように、下流ノード管理手段13では、対象となるノード10ごとに、その対象となるノード10への経路上で、当該ノード10の直接無線通信可能な子ノードのそれぞれについて下流ノードの数を把握する。   As described above, in the downstream node management unit 13, the number of downstream nodes for each of the target nodes 10 for each of the child nodes capable of direct wireless communication of the node 10 on the path to the target node 10. To figure out.

なお、下流ノード管理手段13では、所定時間パケットが発生しなかった下流ノードについては、その下流ノードに関する記録を消去するようにしても良い。また、下流ノード管理手段13において、当該ノード10を下流ノードに含めるようにしても良いし、含めないようにしてもよいが、この実施形態においては後者を採用するものとする。   Note that the downstream node management means 13 may delete the record relating to the downstream node for which no packet has been generated for a predetermined time. Further, in the downstream node management means 13, the node 10 may be included in the downstream node or may not be included, but the latter is adopted in this embodiment.

さらに、当該ノード10から見て、ある子ノードの下流に位置していた下流ノードが、別の子ノードの下流に接続を変更した場合には、当該ノード10の下流ノード管理手段13では、その下流ノードに関する従前の記録を消去し、最新に受信したパケットの情報に基づいて、別の子ノードの配下に属するものとして記録しなおすようにしても良い。   Further, when a downstream node located downstream of a certain child node as viewed from the node 10 changes the connection downstream of another child node, the downstream node management means 13 of the node 10 The previous record relating to the downstream node may be erased and re-recorded as belonging to another child node based on the latest received packet information.

ロードバランス決定手段14は、下流ノード管理手段13の結果をもとに自身の近傍ノード(直接通信可能な子ノード)における下流ノード数を最適になるように調整を行うことを決定する。そして、その決定された内容は、リンクコスト通知手段15の動作に反映される。   Based on the result of the downstream node management unit 13, the load balance determination unit 14 determines to perform adjustment so that the number of downstream nodes in its neighboring nodes (directly communicable child nodes) is optimized. The determined content is reflected in the operation of the link cost notification means 15.

ロードバランス決定手段14の調整の動作としては、各ノード10の処理能力が同じと仮定した場合では、各近傍ノードを経由する下流ノードの数が同じになるように調整することが決定される。   As the adjustment operation of the load balance determination unit 14, when it is assumed that the processing capability of each node 10 is the same, it is determined that the adjustment is performed so that the number of downstream nodes passing through each neighboring node becomes the same.

例えば、図2では、ノード10−3を除くと、ノード10−0へのパケット送信時にノード10−0の下流ノードはノード10−1、10−2、10−4、10−5、10−6、10−7であり、近傍ノードはノード10−1、10−2となる。   For example, in FIG. 2, when the node 10-3 is excluded, the downstream nodes of the node 10-0 are the nodes 10-1, 10-2, 10-4, 10-5, 10− when the packet is transmitted to the node 10-0. 6 and 10-7, and the neighboring nodes are nodes 10-1 and 10-2.

そして、ノード10−1を経由する下流ノードは、ノード10−1、10−4、10−5、10−6であり、ノード10−2を経由する下流ノードはノード10−2、10−7であるものとする。   The downstream nodes that pass through the node 10-1 are the nodes 10-1, 10-4, 10-5, and 10-6, and the downstream nodes that pass through the node 10-2 are the nodes 10-2 and 10-7. Suppose that

この場合、ノード10−0では、ノード10−1の下流ノード数は「4」であり、ノード10−2の下流ノード数は「2」と把握される。この場合、ノード10−1の下流ノード数が多いため、これを減らすために、ノード10−1とのリンクコストを多くなるように調整する必要があることをリンクコスト通知手段15に通知する。   In this case, in the node 10-0, the number of downstream nodes of the node 10-1 is “4”, and the number of downstream nodes of the node 10-2 is recognized as “2”. In this case, since the number of downstream nodes of the node 10-1 is large, in order to reduce this, the link cost notifying unit 15 is notified that the link cost with the node 10-1 needs to be adjusted.

また、ノード10−1の収容可能能力を上回っている場合(例えば、下流ノード数が所定の閾値を超える場合)にはノード10−1を経由する下流ノードをこれ以上増やすことができないことを示す情報を、さらに通知するようにしても良い。   In addition, when the capacity of the node 10-1 is exceeded (for example, when the number of downstream nodes exceeds a predetermined threshold), it indicates that the number of downstream nodes passing through the node 10-1 cannot be increased any more. Information may be further notified.

なお、ロードバランス決定手段14は、ノード10ごとの処理能力が異なる場合には、下流ノード数がその処理能力の応じた数になるように調整するようにしても良い。   In addition, when the processing capability for each node 10 is different, the load balance determination unit 14 may adjust the number of downstream nodes so that it corresponds to the processing capability.

リンクコスト通知手段15は、リンクコストテーブル12に記録されている情報を、リンクコスト情報として、制御パケット(例えば、Helloパケット等)に挿入して近傍ノードに通知する。このときにロードバランス決定手段14からの調整の通知があれば、それに応じて通知する。   The link cost notifying unit 15 inserts information recorded in the link cost table 12 into a control packet (for example, a Hello packet) as link cost information and notifies the neighboring nodes. At this time, if there is a notification of adjustment from the load balance determining means 14, it is notified accordingly.

例えば、ノード10−0の近傍にノード10−1、ノード10−2が存在して、それぞれのリンクコストは「1」と「2」だった場合に、調整の必要が無ければ、ノード10−1とのリンクコスト値は「1」であり、ノード10−2とのリンクコスト値は「2」であるという情報を含むリンクコスト情報のパケットを、ノード10−0は近傍ノードに送信する。この時に、ノード10−0により、ノード10−1を経由するノード数が多いためにノード10−2を経由するノードを増やす場合には、各近傍ノードを経由する下流ノードの数に応じて、下流ノードを減らしたいノード10とのリンクコスト値を大きくするように調整したリンクコスト情報を送信する。この時に、リンクコスト通知手段15が通知するリンクコスト情報には、リンクコスト値の情報以外にも、収容の能力を上回っていることを示すような識別子を追記して送信するようにしても良い。これにより、経路として選択することを制限することや、パスコスト値の上限値を決めて、その値を付与し、パスコスト値の上限よりもパスコスト値が大きくなっているノードは経路に選択しないなどの動作を、各ノード10にさせることで、下流ノード数が増えすぎることを防ぐようにしても良い。   For example, if the node 10-1 and the node 10-2 exist in the vicinity of the node 10-0 and the link costs are “1” and “2”, respectively, the node 10− The node 10-0 transmits a packet of link cost information including information that the link cost value with 1 is “1” and the link cost value with the node 10-2 is “2” to the neighboring nodes. At this time, when the number of nodes passing through the node 10-2 is increased by the node 10-0 and the number of nodes passing through the node 10-2 is increased, according to the number of downstream nodes passing through the neighboring nodes, The link cost information adjusted so as to increase the link cost value with the node 10 whose downstream node is to be reduced is transmitted. At this time, the link cost information notified by the link cost notification means 15 may be added with an identifier indicating that the capacity exceeds the capacity, in addition to the link cost value information. . This restricts the selection as a route, determines the upper limit value of the path cost value, assigns that value, and selects the node whose path cost value is larger than the upper limit of the path cost value as the route It is also possible to prevent the number of downstream nodes from increasing too much by causing each node 10 to perform an operation such as not performing.

このような単純な数値以外の情報もリンクコスト情報に含めることにより、リンクコスト値が足し合わさり伝播していく動作と同様に伝播させることができる。こうした方法をとると、末端のノード10がどちらの経路を選択するかを決定する時に、より適切な選択ができる。   By including information other than such simple numerical values in the link cost information, the link cost value can be propagated in the same manner as the operation of adding and propagating. This approach allows a more appropriate selection when the end node 10 decides which route to select.

パスコスト通知手段17は、当該ノード10から、パケットの送信先の対象となるノード10までのパスコスト値の情報を含むパスコスト情報を、制御パケット(例えば、Helloパケット等)に挿入して、近傍ノードに通知する。パスコスト値の計算は、パスコストテーブル16の内容から、当該ノード10が親ノードとして選択したノード10から通知されたパスコスト値に、その親ノードとのリンクコスト値を足し合わせた値となる。   The path cost notifying unit 17 inserts path cost information including information on the path cost value from the node 10 to the node 10 as a packet transmission destination target into a control packet (for example, a Hello packet). Notify neighboring nodes. The calculation of the path cost value is a value obtained by adding the link cost value with the parent node to the path cost value notified from the node 10 selected by the node 10 as the parent node from the contents of the path cost table 16. .

よって、図2の例では、ノード10−3がノード10−0に対するパスコスト値を計算する場合には、ノード10−1のパスコスト値「1」とノード10−1とのリンクコスト値「1」を足し合わせて、パスコスト値「2」となるノード10−1を経由するパスと、ノード10−2のパスコスト値「2」とノード10−2とのリンクコスト値「1」を足し合わせてパスコスト値「3」となるノード10−2を経由するパスの2つがある。このような場合には、パスコスト値の小さいノード10−1を経由するパスをノード10−0のへのパスとして採用し、ノード10−0への自身のパスコスト値は「2」となる。この時に、リンクコスト情報にノードの収容能力をオーバーしていることが示されている場合には経路としての選択から除外するようにしても良い。   Therefore, in the example of FIG. 2, when the node 10-3 calculates the path cost value for the node 10-0, the path cost value “1” of the node 10-1 and the link cost value “1” of the node 10-1. 1 ”is added, the path passing through the node 10-1 having the path cost value“ 2 ”, the path cost value“ 2 ”of the node 10-2 and the link cost value“ 1 ”of the node 10-2 are obtained. There are two paths that pass through the node 10-2 that have a path cost value of “3”. In such a case, the path passing through the node 10-1 having a small path cost value is adopted as the path to the node 10-0, and its own path cost value to the node 10-0 is “2”. . At this time, if the link cost information indicates that the capacity of the node has been exceeded, it may be excluded from selection as a route.

以上のように、パスコスト通知手段17は、パスコスト値を決定し、決定したパスコスト値の情報を含むパスコスト情報のパケットを、近傍ノードに送信する。ここで、この送信するパスコスト情報は個別に送信しても良いが、リンクコスト通知手段15の送信するパケットと1つに合わせて送信することで、送信するパケット数を減らすようにしても良い。   As described above, the path cost notifying unit 17 determines a path cost value, and transmits a path cost information packet including information on the determined path cost value to neighboring nodes. Here, the path cost information to be transmitted may be transmitted individually, but the number of packets to be transmitted may be reduced by transmitting the path cost information together with the packet transmitted by the link cost notifying unit 15. .

(A−2)第1の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第1の実施形態の無線通信システム1の動作を説明する。
(A-2) Operation of the First Embodiment Next, the operation of the wireless communication system 1 of the first embodiment having the above configuration will be described.

まず、無線通信システム1の各ノード10は、図2に示す状態であるものとする。   First, it is assumed that each node 10 of the wireless communication system 1 is in the state shown in FIG.

図2では、各ノードはHelloパケットを送信し、互いのリンクコスト値は測定完了しており、ノード10−0への経路選択もノード10−3以外の全てのノード10で終了している状態であるものとする。   In FIG. 2, each node transmits a Hello packet, the link cost value of each other has been measured, and the route selection to the node 10-0 has been completed in all the nodes 10 other than the node 10-3. Suppose that

また、ノード10−0の下流ノード管理手段13ではノード10−1、10−4、10−5、10−6がノード10−1の下流に存在し、ノード10−2、10−7がノード10−2の下流に存在することを受信した上りデータパケットから把握しているものとする。   In the downstream node management means 13 of the node 10-0, the nodes 10-1, 10-4, 10-5, 10-6 exist downstream of the node 10-1, and the nodes 10-2, 10-7 are the nodes. It is assumed that it exists from the received upstream data packet that it exists downstream of 10-2.

ノード10−3は、まずHelloパケットを、近傍ノードであるノード10−1、10−2とやりとりし、リンクコスト決定手段11、リンクコストテーブル12、リンクコスト通知手段15の動作で各リンクのリンクコスト値を算出する。   The node 10-3 first exchanges the Hello packet with the neighboring nodes 10-1 and 10-2, and the link cost determining means 11, the link cost table 12, and the link cost notifying means 15 operate to link each link. Calculate the cost value.

そして、ノード10−3とノード10−1の間のリンクコスト値は「1」であり、ノード10−3とノード10−2の間のリンクコスト値は「1」であったものとする。   The link cost value between the node 10-3 and the node 10-1 is “1”, and the link cost value between the node 10-3 and the node 10-2 is “1”.

次に、ノード10−3では、パスコストテーブル16、パスコスト通知手段17の動作でノード10−1、ノード10−2のノード10−0へのパスコスト値がそれぞれ、「1」、「2」と把握されたものとする。   Next, in the node 10-3, the path cost values of the node 10-1 and the node 10-2 to the node 10-0 by the operations of the path cost table 16 and the path cost notifying unit 17 are “1” and “2”, respectively. ”.

その結果、ノード10−3では、ノード10−0への経路はノード10−1経由ではパスコスト値「2」で送信でき。ノード10−2経由ではパスコスト値「3」で送信できるために、ノード10−1経由でノード10−0に送信する経路を選択したものとする。   As a result, in the node 10-3, the route to the node 10-0 can be transmitted with the path cost value “2” via the node 10-1. Since it is possible to transmit via the node 10-2 with the path cost value “3”, it is assumed that the route to be transmitted to the node 10-0 via the node 10-1 is selected.

その後、にノード10−3がデータをノード10−0に送信すると、ノード10−0の下流ノード管理手段13にノード10−3が追加される。   Thereafter, when the node 10-3 transmits data to the node 10-0, the node 10-3 is added to the downstream node management means 13 of the node 10-0.

そして、ノード10−1を経由する下流ノードはノード10−1、10−3、10−4、10−5、10−6となり、ノード10−2を経由する下流ノードはノード10−2、10−7となる。こうなるとロードバランス決定手段14が下流ノード数の数が均等になるように調整しようと、リンクコスト通知手段15の結果のノード10−1のリンクコストの値を加算する。   The downstream nodes passing through the node 10-1 are the nodes 10-1, 10-3, 10-4, 10-5, 10-6, and the downstream nodes passing through the node 10-2 are the nodes 10-2, 10-6. -7. In this case, the load balance determining unit 14 adds the value of the link cost of the node 10-1 as a result of the link cost notifying unit 15 so as to adjust the number of downstream nodes to be equal.

図3は、ノード10−0のリンクコスト通知手段15によりリンクコストの調整が行われた後の無線通信システム1の状態を示した説明図である。   FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state of the wireless communication system 1 after the link cost is adjusted by the link cost notifying unit 15 of the node 10-0.

例として、ノード10−0のリンクコスト通知手段15では、ノード10−1のリンクコスト値に、「5」を追加したとすると、図3のようにノード10−1のパスコスト値が「6」となり、ノード10−3では、ノード10−1を経由するパスコスト値が「7」となる。そのため、ノード10−3はノード10−2を経由する経路に切り替える。   For example, in the link cost notifying unit 15 of the node 10-0, if “5” is added to the link cost value of the node 10-1, the path cost value of the node 10-1 is “6” as shown in FIG. In the node 10-3, the path cost value passing through the node 10-1 is “7”. Therefore, the node 10-3 switches to a route that passes through the node 10-2.

図3においては、例として、ノード10−0のリンクコスト通知手段15では、ノード10−1のリンクコスト値に、「5」を追加する例について示したが、この追加する値は限定されないものである。ノード10−0のリンクコスト通知手段15では、図3のように予め設定された固定値をリンクコスト値に追加する値として設定するようにしても良いし、ノード10−0の子ノード(ノード10−1、10−2)の下流ノード数の差分に応じた値を加算としても良い。また、ノード10−0のリンクコスト通知手段15では、ノード10−1の下流ノード数と、ノード10−2の下流ノード数が均等となるまで(若しくは差分が所定数以下となるまで)、ノード10−1に対するリンクコスト値を順次加算していくようにしても良い。そして、ノード10−0のロードバランス決定手段14では、一度ノード10−1のリンクコスト値を調節した後、今度は、ノード10−1よりもノード10−2の方が下流ノード数が多くなってしまった場合には、今度は逆にノード10−2の下流ノード数を減らすようにリンクコスト値を調節する決定を行うようにしても良い。   In FIG. 3, as an example, the link cost notifying unit 15 of the node 10-0 shows an example of adding “5” to the link cost value of the node 10-1, but this added value is not limited. It is. In the link cost notifying means 15 of the node 10-0, a fixed value set in advance as shown in FIG. 3 may be set as a value to be added to the link cost value, or a child node (node) of the node 10-0 A value corresponding to the difference in the number of downstream nodes 10-1 and 10-2) may be added. Further, in the link cost notifying means 15 of the node 10-0, until the number of downstream nodes of the node 10-1 and the number of downstream nodes of the node 10-2 become equal (or until the difference becomes a predetermined number or less), You may make it add the link cost value with respect to 10-1 sequentially. Then, after the load balance determining means 14 of the node 10-0 once adjusts the link cost value of the node 10-1, this time, the node 10-2 has more downstream nodes than the node 10-1. In the case where the link cost has been lost, it may be determined that the link cost value is adjusted to reduce the number of downstream nodes of the node 10-2.

以上の様に動作することで、無線通信システム1では、ノード10−1の下流ノード数と、ノード10−2の下流ノード数が均等化される方向に収束していく。   By operating as described above, in the wireless communication system 1, the number of downstream nodes of the node 10-1 and the number of downstream nodes of the node 10-2 converge in a direction that is equalized.

(A−3)第1の実施形態の効果
第1の実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
(A-3) Effects of First Embodiment According to the first embodiment, the following effects can be achieved.

無線通信システム1では、各ノード10が、リンクコスト値を調整することで、特定のノード10に中継トラフィックが集中することを抑制することができ、より最適な無線マルチホップネットワークを構成することができる。   In the wireless communication system 1, each node 10 can suppress the concentration of relay traffic on a specific node 10 by adjusting the link cost value, thereby configuring a more optimal wireless multi-hop network. it can.

(B)第2の実施形態
以下、本発明によるノード及び無線通信システムの第2の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
(B) Second Embodiment Hereinafter, a second embodiment of a node and a wireless communication system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(B−1)第2の実施形態の構成
図4は、第2の実施形態の無線通信システム1Aの全体構成について示したブロック図である。
(B-1) Configuration of Second Embodiment FIG. 4 is a block diagram showing an overall configuration of a wireless communication system 1A of the second embodiment.

第2の実施形態の無線通信システム1Aは、第1の実施形態の無線通信システム1のノード10が、ノード10Aに置き換わっただけである。以下、第2の実施形態の無線通信システム1Aについて、第1の実施形態との差異を説明する。   In the wireless communication system 1A of the second embodiment, the node 10 of the wireless communication system 1 of the first embodiment is simply replaced with the node 10A. Hereinafter, differences between the wireless communication system 1A of the second embodiment and the first embodiment will be described.

図5は、第2の実施形態の無線ノード10Aの機能的構成について示したブロック図である。   FIG. 5 is a block diagram illustrating a functional configuration of the wireless node 10A according to the second embodiment.

第2の実施形態では、第1の実施形態のノード10のリンクコスト通知手段15、パスコスト通知手段17が、それぞれ、リンクコスト通知手段15A、パスコスト通知手段17Aに置き換わっている。無線通信システム1Aでは、パスコスト通知手段17Aが、ロードバランス決定手段14の処理結果を反映したパスコスト情報を近傍ノードに通知する点で第1の実施形態と異なっているが、それ以外の構成について第1の実施形態と同様であるため、詳しい説明は省略する。なお、リンクコスト通知手段15Aでは、第1の実施形態と異なり、ロードバランス決定手段14の処理結果が反映されず、リンクコストの調節は行われない。   In the second embodiment, the link cost notification unit 15 and the path cost notification unit 17 of the node 10 of the first embodiment are replaced with a link cost notification unit 15A and a path cost notification unit 17A, respectively. The wireless communication system 1A is different from the first embodiment in that the path cost notification unit 17A notifies the neighboring nodes of the path cost information reflecting the processing result of the load balance determination unit 14, but the other configuration Since this is the same as in the first embodiment, detailed description thereof is omitted. Note that, unlike the first embodiment, the link cost notification unit 15A does not reflect the processing result of the load balance determination unit 14, and the link cost is not adjusted.

パスコスト通知手段17Aは、当該ノード10Aから、パケット送信先の対象のノード10Aまでのパスコスト情報を、近傍ノードに通知する。パスコスト通知手段17Aが通知するパスコスト情報のパスコスト値は、パスコストテーブル16の内容から、当該ノード10が親ノードとして選択したノード10から通知されたパスコスト情報のパスコスト値に、その親ノードとのリンクコスト値を足し合わせ、さらに、ロードバランス決定手段14からの通知に基づいた値を足し合わせた値とする。   The path cost notifying unit 17A notifies the neighboring node of the path cost information from the node 10A to the target node 10A of the packet transmission destination. The path cost value of the path cost information notified by the path cost notifying unit 17A is calculated from the contents of the path cost table 16 to the path cost value of the path cost information notified from the node 10 selected by the node 10 as the parent node. The link cost value with the parent node is added, and the value based on the notification from the load balance determination unit 14 is added.

そして、パスコスト通知手段17Aは、決定したパスコスト値の情報を含むパスコスト情報のパケットを、近傍ノードに送信する。そのため、当該ノード10Aのパスコスト値は、送信する近傍ノードごとに異なった値を通知する必要がある。   Then, the path cost notifying unit 17A transmits a path cost information packet including information on the determined path cost value to the neighboring nodes. Therefore, the path cost value of the node 10A needs to be notified of a different value for each neighboring node to be transmitted.

第1の実施形態では、ノード10−0は自身を対象とするパスコストが「0」であることをブロードキャストで送信できたが、第2の実施形態では、子ノードごとに通知するパスコスト情報の内容が異なるので、ユニキャストで個別に通知するようにしても良い。   In the first embodiment, the node 10-0 has been able to broadcast that the path cost for itself is “0”, but in the second embodiment, the path cost information to be notified for each child node. Since the contents of are different, it may be notified individually by unicast.

(B−2)第2の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第2の実施形態の無線通信システム1Aの動作を説明する。
(B-2) Operation | movement of 2nd Embodiment Next, operation | movement of 1 A of radio | wireless communications systems of 2nd Embodiment which has the above structures is demonstrated.

まず、無線通信システム1Aの各ノード10Aは、図4に示す状態であるものとする。   First, it is assumed that each node 10A of the wireless communication system 1A is in the state shown in FIG.

図4では、各ノード10AはHelloパケットを送信し、互いのリンクコスト値は測定完了しており、ノード10A−0への経路選択もノード10A−3以外の全てのノード10Aで終了している状態であるものとする。   In FIG. 4, each node 10A transmits a Hello packet, the link cost values of each other have been measured, and the route selection to the node 10A-0 is completed in all the nodes 10A other than the node 10A-3. It is assumed that it is in a state.

そして、ここでのノード10A−3の動作は、ノード10A−0への経路を、まずノード10A−1経由のものに決定するまでは、上述の第1の実施形態の動作説明と同様である。   The operation of the node 10A-3 here is the same as the operation description of the first embodiment described above until the route to the node 10A-0 is first determined to be via the node 10A-1. .

そして、その後、ノード10A−3が、データをノード10A−0に送信するとノード10A−0の下流ノード管理手段13にノード10A−3が追加される。   After that, when the node 10A-3 transmits data to the node 10A-0, the node 10A-3 is added to the downstream node management unit 13 of the node 10A-0.

ノード10A−1を経由する下流ノードはノード10A−1、10A−3、10A−4、10A−5、10A−6であり、ノード10A−2を経由する下流ノードはノード10A−2、10A−7となる。こうなると、ノード10A−0のロードバランス決定手段14が下流ノード数の数が均等になるように調整しようと、パスコスト通知手段17Aの決定したパスコスト値に所定の値を追加する。   The downstream nodes passing through the node 10A-1 are the nodes 10A-1, 10A-3, 10A-4, 10A-5, 10A-6, and the downstream nodes passing through the node 10A-2 are the nodes 10A-2, 10A-. 7 In this case, the load balance determination unit 14 of the node 10A-0 adds a predetermined value to the path cost value determined by the path cost notification unit 17A so as to adjust the number of downstream nodes to be equal.

図6は、ノード10A−0のパスコスト通知手段17Aによりパスコストの調整が行われた後の無線通信システム1Aの状態を示した説明図である。   FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state of the wireless communication system 1A after the path cost is adjusted by the path cost notifying unit 17A of the node 10A-0.

図6では、例として、ノード10A−0において、ノード10A−1を経由する下流ノードを減らそうと「5」を追加する場合には、ノード10A−1にはパスコスト値「5」を通知し、ノード10A−2には以前と変わらずパスコスト値「0」を通知する。すると、図6に示すようにノード10A−1のパスコスト値が「6」となり、ノード10A−3のノード10A−1を経由するパスコスト値が「7」となる。そのため、ノード10A−3はノード10A−2を経由する経路に切り替えることになる。   In FIG. 6, as an example, when adding “5” in the node 10A-0 to reduce the downstream nodes passing through the node 10A-1, the path cost value “5” is notified to the node 10A-1. Then, the node 10A-2 is notified of the path cost value “0” as before. Then, as illustrated in FIG. 6, the path cost value of the node 10A-1 is “6”, and the path cost value of the node 10A-3 via the node 10A-1 is “7”. Therefore, the node 10A-3 switches to a route that passes through the node 10A-2.

図6においては、例として、ノード10A−0のパスコスト通知手段17Aでは、ノード10A−1に通知するパスコスト値に「5」を追加する例について示したが、この追加する値は限定されないものである。ノード10A−0のパスコスト通知手段17Aでは、図6のように予め設定された固定値をパスコスト値に追加する値として設定するようにしても良いし、ノード10A−0の子ノード(ノード10A−1、10A−2)の下流ノード数の差分に応じた値を加算としても良い。また、ノード10A−0のパスコスト通知手段17Aでは、ノード10A−1の下流ノード数と、ノード10A−2の下流ノード数が均等となるまで(若しくは差分が所定数以下となるまで)、ノード10A−1に通知するパスコスト値を順次加算していくようにしても良い。そして、ノード10A−0のロードバランス決定手段14では、一度ノード10A−1のパスコスト値を調節した後、今度は、ノード10A−1よりもノード10A−2の方が下流ノード数が多くなってしまった場合には、今度は逆にノード10A−2の下流ノード数を減らすように通知するパスコスト値を調節する決定を行うようにしても良い。   FIG. 6 shows an example in which “5” is added to the path cost value notified to the node 10A-1 in the path cost notification unit 17A of the node 10A-0. However, the value to be added is not limited. Is. The path cost notifying unit 17A of the node 10A-0 may set a preset fixed value as shown in FIG. 6 as a value to be added to the path cost value, or may be a child node (node) of the node 10A-0 A value corresponding to the difference in the number of downstream nodes 10A-1, 10A-2) may be added. Further, in the path cost notifying unit 17A of the node 10A-0, until the number of downstream nodes of the node 10A-1 and the number of downstream nodes of the node 10A-2 become equal (or until the difference becomes a predetermined number or less), You may make it add the path cost value notified to 10A-1 sequentially. Then, after the load balance determination means 14 of the node 10A-0 once adjusts the path cost value of the node 10A-1, this time, the node 10A-2 has more downstream nodes than the node 10A-1. In the case where it has been, the decision may be made to adjust the path cost value notified to reduce the number of downstream nodes of the node 10A-2.

以上の様に動作することで、無線通信システム1Aでは、ノード10A−1の下流ノード数と、ノード10A−2の下流ノード数が均等化される方向に収束していく。   By operating as described above, in the wireless communication system 1A, the number of downstream nodes of the node 10A-1 and the number of downstream nodes of the node 10A-2 converge in a direction that is equalized.

(B−3)第2の実施形態の効果
第2の実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
(B-3) Effects of Second Embodiment According to the second embodiment, the following effects can be achieved.

無線通信システム1では、各ノード10Aが、子ノードごとに通知するパスコスト値を調節することで、特定のノード10Aに中継トラフィックが集中することを抑制することができ、より最適な無線マルチホップネットワークを構成することができる。   In the wireless communication system 1, by adjusting the path cost value notified to each child node by each node 10A, it is possible to suppress the concentration of relay traffic on the specific node 10A. A network can be configured.

(C)他の実施形態
本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。
(C) Other Embodiments The present invention is not limited to the above-described embodiments, and may include modified embodiments as exemplified below.

(C−1)上記の各実施形態において、無線通信システムを構成するノードは全て本発明のノードであるものとして説明したが、一部だけ本発明ノードを適用し、その他のノードは本発明のノードとは異なる構成のノードを適用するようにしても良い。 (C-1) In each of the above embodiments, all the nodes constituting the wireless communication system have been described as nodes of the present invention. However, only a part of the present invention node is applied, and other nodes of the present invention You may make it apply the node of a different structure from a node.

例えば、中継トラフィックの集中が予想されるノードの親ノードとなるノードにだけ本発明のノードを適用するようにしても良い。例えば、図1の例では、ノード10−0にだけ本発明のノードを適用し、その他のノード10−1〜10−7については、既存のノードを適用するようにしても良い。   For example, the node of the present invention may be applied only to a node that is a parent node of a node where concentration of relay traffic is expected. For example, in the example of FIG. 1, the node of the present invention may be applied only to the node 10-0, and the existing nodes may be applied to the other nodes 10-1 to 10-7.

(C−2)上記の各実施形態においては、無線通信システムを構成する各ノードのデータパケットの送信先については限定されないものとして説明したが、特定のノードをシンクノードとして、他のノードがシンクノードにデータ送信する構成としても良い。例えば、第1の実施形態において、ノード10−0がシンクノードとして動作し、ノード10−1〜10−7がノード10−0にセンサデータを送信するセンサノードとして構成するようにしても良い。 (C-2) In each of the above embodiments, the transmission destination of the data packet of each node constituting the wireless communication system has been described as being not limited. However, a specific node is a sink node, and other nodes are sinks. A configuration may be adopted in which data is transmitted to the node. For example, in the first embodiment, the node 10-0 may operate as a sink node, and the nodes 10-1 to 10-7 may be configured as sensor nodes that transmit sensor data to the node 10-0.

1…無線通信システム、10、10−0〜10−7…ノード、11…リンクコスト決定手段、12…リンクコストテーブル、13…下流ノード管理手段、14…ロードバランス決定手段、15…リンクコスト通知手段、16…パスコストテーブル、17…パスコスト通知手段。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wireless communication system 10, 10-0 to 10-7 ... Node, 11 ... Link cost determination means, 12 ... Link cost table, 13 ... Downstream node management means, 14 ... Load balance determination means, 15 ... Link cost notification Means, 16 ... path cost table, 17 ... path cost notifying means.

Claims (5)

マルチホップ無線通信を行うノードにおいて、
直接無線通信可能な近傍ノードと、制御情報を有する制御パケットを送受信する制御情報送受信手段と、
上記制御情報送受信手段による制御情報の送受信の状況に応じて、それぞれの近傍ノードとの間のリンクのリンクコスト値を算出するリンクコスト算出手段と、
対象ノードにパケット送信する際に上記対象ノードに到達するまでのパスコスト値を算出するパスコスト算出手段と、
上記対象ノードに到達するまでの経路上で、当該ノードの子ノードのそれぞれについて、下流ノード数を監視する下流ノード監視手段と、
上記制御情報送受信手段が送信する制御情報を作成するものであって、作成する制御情報に、上記リンクコスト算出手段が算出したリンクコスト値に基づいたリンクコスト情報、及び又は、上記パスコスト算出手段が算出したパスコスト値に基づいたパスコスト情報を挿入し、さらに、それぞれの子ノードの下流ノード数に応じて、作成する制御情報に挿入するリンクコスト情報又はパスコスト情報の内容を調節することにより、それぞれの子ノードの下流ノード数を調節する制御情報作成手段と
を有することを特徴とするノード。
In a node that performs multi-hop wireless communication,
A neighboring node capable of direct wireless communication, control information transmission / reception means for transmitting / receiving a control packet having control information,
Link cost calculation means for calculating a link cost value of a link with each neighboring node according to the status of control information transmission / reception by the control information transmission / reception means,
Path cost calculation means for calculating a path cost value until reaching the target node when transmitting a packet to the target node;
Downstream node monitoring means for monitoring the number of downstream nodes for each of the child nodes of the node on the path to reach the target node;
Control information to be transmitted by the control information transmission / reception means, wherein the control information to be created includes link cost information based on the link cost value calculated by the link cost calculation means and / or the path cost calculation means. The path cost information based on the calculated path cost value is inserted, and the contents of the link cost information or the path cost information to be inserted into the control information to be created are adjusted according to the number of downstream nodes of each child node. And a control information creating means for adjusting the number of downstream nodes of each child node.
上記下流ノード監視手段は、当該ノードが近傍ノードから受信したパケットの内容を参照することにより、それぞれの子ノードの下流ノード数を把握することを特徴とする請求項1に記載のノード。   The node according to claim 1, wherein the downstream node monitoring unit grasps the number of downstream nodes of each child node by referring to the contents of a packet received by the node from a neighboring node. 上記制御情報作成手段は、それぞれの子ノードの下流ノード数に応じて、作成するリンクコスト情報に含まれる、それぞれの子ノードとのリンクコスト値を調節することにより、それぞれの子ノードの下流ノード数を調節することを特徴とする請求項1又は2に記載のノード。   The control information creation means adjusts the link cost value with each child node included in the link cost information to be created according to the number of downstream nodes of each child node, thereby downstream nodes of each child node. The node according to claim 1, wherein the number is adjusted. 上記制御情報作成手段は、それぞれの子ノード向けに異なる制御情報を作成し、それぞれの子ノードの下流ノード数に応じて、それぞれの子ノード向けの制御情報に挿入するパスコスト情報のうち当該ノードを対象とするパスコスト値を調節することにより、それぞれの子ノードの下流ノード数を調節することを特徴とする請求項1又は2に記載のノード。   The control information creating means creates different control information for each child node, and in accordance with the number of downstream nodes of each child node, the node of the path cost information to be inserted into the control information for each child node 3. The node according to claim 1, wherein the number of downstream nodes of each child node is adjusted by adjusting a path cost value targeted for. マルチホップ無線通信を行う複数のノードを有する無線通信システムにおいて、当該無線通信システムを構成するノードの一部又は全部に、請求項1〜4のいずれかに記載のノードを適用したことを特徴とする無線通信システム。   In a wireless communication system having a plurality of nodes performing multi-hop wireless communication, the node according to any one of claims 1 to 4 is applied to a part or all of the nodes constituting the wireless communication system, Wireless communication system.
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